溢流坝水力计算.docx

任务一拦河溢流坝水力计算实例1. 设计洪水流量为 511 62. 坝址处河底高程为 43.50m 8843. 由灌区高程及灌溉要求确定坝顶高程为 48.00m 885.54. 为减少建坝后的壅水对上游的影响，根据坝址处河面宽度采用坝的溢流宽度 B=60m155. 溢流坝为无闸墩及闸门的单孔堰，采用上游面铅直的三圆弧段 WES 型实用堰剖面，并设有圆弧形翼墙：6. 坝前水位与河道过水断面面积关系曲线，见图 1：7. 坝下水位与河道过水断面面积关系曲线，见图1；8. 坝基土壤为中砾石；9. 河道平均低坡i=0.00127 0.03710. 河道实测平均糙率n=O.Ooi27：（ 位 水 前 坝51.050.550.049.549.048.548.0300350400450500550河道过水断面面积（m/s）水力计算任务：1. 确定坝前设计水位：2. 绘制坝前水位与流量关系曲线3. 坝前消能计算：分析1，确定坝前的设计洪水位：一，根据题意可知，坝前设计洪水位取决与坝顶高程及设计水头H，已知d坝顶高程为48.00mm，求出H即可确定坝前设计洪水位d1 3溢流坝设计水头H用堰流的基本公式Q= gb ^.-2g H 2计算：因式中H , d S 0 0及申均与H有关，不能直接求出H，故用试算法求解。

dd设 H =2.41m,则坝前水位=48.00+2.41=50.45d按坝前水位由图一可以查的河道过水断面的面积A =500m3，又知道设计洪0水流量 Q=511m3 /s.则 V 二―=511 = 1.02m/so A 5000av 22?=0.053mav 2H = H + ——=2.41+0.053=2.46m0 d 2g按设计洪水流量Q,由图二，查的相应坝下水位47.8m,下游水面没有超过坝 顶高度：H =47.8-4.80=-0.2m:TA =48-43.5=4.5m1A / H =4.5/2.463=1.83<2.0: H / H =-0.2/2.463<0.15 可以判断为淹没出1 0 T 0流：根据公式£ =1-0.2 Kn -1 I*申+匕耳][H0 ]NB代入数值可知 £ =1-0.2*0.7*2.46/60=0.994由A / H : H / H查表可知申=1:1 0 T 0对于WES为实用堰，当水头为设计水头时，流量系数m=0.502:Q=呻 B\.：2g H203=0.994*1*0.502*60* .19.6 *2.46 ㊁=511.4 m3/s.设计结果与设计水流量基本相同，说明假设 H 值是正确的，故设计水头 dH =2.46m.d坝前设计洪水位=坝顶高程+ H =48.00+2.46=50.46m d分析2，绘制坝前水位与流量关系曲线：（1）分析，设H =H=2:为自由出流，则0 =10则 H /H =2/2.41=0.83 ；查表可知 m=0.490d则流量的第一次运算值：£ =1-0.2Kn-1 I*申+眄][]NB=1-0.2*0.7*2/60=0.9950 =£mb*2g *H2 =0.995*0.49*60 J19.6 *22 =366 m3/s则坝前水位=48+2=50m:查表可知A°=470 m 2Q 366 av 2V = = =0.78 m/s： =0.030 A 470 2g0H = H + 竺=2+0.03=2.03m 0 d 2 g则流量的第二次计算；=1-0.2 [(. 一1 5 + 昇[Nb=1-0.2*0.7*匹=0.9950 mb.-2g *H2 =0.995*0.49*60 叮19.6 *2.05 2 =374.5 m3/s验证：Q=374.5 m3/s 查坝下水位为 47.20mm 则 h =47.20-48.00=-0.8mshh L = L —H H000.80 a 4.5——0.39 < 0.15;—h — — 2.22 > 2.02.03 H 2.410符合实用堰自由出流的条件：为自由出流，原假设的出流情况是对正确的。

分析3；坝下消能计算设一系列流量 Q， 求出一系列相 应的 临界水跃后水深 h”及h”-h （h为下游水深）绘出h”-h — Q关系曲线c c t t c t再设几个H,按上法计算相应的Q计算成果见下表，按下表的数据绘制坝前水 位与流量的关系曲线与下图;H(m)坝前水 位（m）H (m)0m£Q(m3/s)备注2.4150.412.460.5020.9941511.4淹没出 流2.050.002.030.490.9951374.5自由出 流1.549.501.5150.470.9961232自由出 流1.049.001.0050.4450.9981119自由出 流0.548.500.50090.420.999139.5自由出 流由该曲线查出相应于h''-h为最大值时的流量即为消能设计流量ct现以 Q=511.4 m3/s.则单宽流量 q= Q =斗芋=8.52m3 /(s*m)临界水深h =3：塑=1.95m;查图H =2.46m;=4二6.96 =3.57及申=0.90由图查得 k 3 g 0 H 1.951 Kh"h ”=1.90*1.95=3.71m; e "二—=1.90hkh 二 47.8-43.5=4.3mth" - h = 3.71-4.3=-0.60mct设一些列Q值，按上述方法求的一系列相应的(h" -h)值，计算结果见下表，由 ct图可知，相应于(h" - h )最大值时的Q=50 m3/s.ct当Q=50 m3/s，时，下游发生远离水跃，需做消力池。

Q ( m3/s)q(m2 /s)h (m)kT (m)0T —0hkh''hkh''(cm)h (mt)h'' — h (mc t)511.48.521.956.963.571.93.714.3—0.60374.56.241.586.534.132.13.323.7—0.382323.871.156.0155.232.152.472.7—0.231191.980.745.5057.442.451.811.750.0633801.330.575.269.232.61.481.30.18601.30.475.1310.92.741.291.00.29500.830.4145.06512.22.91.200.80.4013139.50.660.355.00014.32.911.020.70.329200.330.224.83223.30.730.50.23计算消力池的深度：I,估算池深S；S二b h'' — h =1.05xl.201—0.8=0.461mc t0.208$5.526 - hE' = E +S0 02, 计算A Z；3, 计算oA Z= q2 (-一2 @h' )2t1(oh'' )2c)=0.039mo = S + ht +AZ =1.072 h''c根据试算法得:h' =0.098mch' =0.089mch' =0.089mc当h =1m时c当 h =0.098m 时c当 h =0.089m 时c所以：h =0.089mch'' c=存［1 + 8h3 "1.213mcL =6.9(1.213-0.089)J=7.76mL =(0.7 …0.8) Lk J=5.432 6.208(m) 故取池长为6.5m.。